JP3760877B2 - 高周波複合部品 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主として通信機器などのＲＦ回路に用いられる高周波複合部品に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、高周波部品における複合化が進められる中、高周波フィルタなどの高周波回路を形成する積層基板上にガリウム砒素ＦＥＴなどの熱影響を受けやすい温度依存性部品を実装する形態のものが考えられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、高周波フィルタのように挿入損失を伴う高周波回路においてはパワーアンプ（以下、「ＰＡ」と称す）などからの電力供給により発熱してしまい、この熱が積層基板上に実装された温度依存性部品に伝わり、その昇温に伴い温度依存性部品の電気特性が劣化してしまうので、結果として高周波複合部品の温度特性が悪いものとなっていた。
【０００４】
そこで、本発明はこのような問題を解決し、高周波複合部品の温度特性を向上させることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために本発明の請求項１に記載の発明は、高周波回路を形成する積層基板と、前記高周波回路と電気的に接続され前記積層基板上に実装される温度依存性部品とを備え、前記温度依存性部品はＦＥＴを用いた高周波スイッチ回路とし、前記積層基板はその内層部分において前記高周波回路を形成する高周波回路層の上層部分に熱遮蔽層を設けるとともに、この熱遮蔽層と前記高周波回路層との間に熱遮蔽パターンを設け、前記熱遮蔽層に前記ＦＥＴに供給する制御電流回路パターンを形成したので、温度依存性部品に対する高周波回路からの発熱を抑制でき、高周波複合部品の温度特性を向上させることができるのである。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、特に熱遮蔽パターンの少なくとも一端を積層基板の外表面に露出させたことで、熱遮蔽パターンによる放熱作用を向上させることができるのである。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、特に熱遮蔽パターンを接続電極を介して積層基板の下面に設けられた実装電極に接続したことで、熱遮蔽パターンの露出面が実装面側に配置されることとなり、この部位に対する外部からの電磁波などの干渉を抑制することができるのである。
【０００９】
請求項４に記載の発明は、特に熱遮蔽パターンと接続された実装電極をアースに接続することで、さらに外部からの干渉を抑制することができるのである。
【００１０】
請求項５に記載の発明は、特に積層基板内において高周波回路層の下側にアースパターンを配置するとともに、熱遮蔽パターンと前記アースパターンを前記積層基板内において非接続としたことで、外部からの干渉を抑制することができるとともに熱遮蔽パターンによる放熱作用を向上させることができるのである。
【００１１】
請求項６に記載の発明は、特に熱遮蔽層に積層基板及び温度依存性部品で形成される回路とは独立したダミーパターンを設けたことで、熱遮蔽層の熱容量をさらに高めることになり、温度依存性部品に対する熱伝達を抑制する効果を高めることができるのである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下本発明の一実施の形態について、図面を用いて説明する。
【００１３】
図１は携帯電話のＲＦ回路におけるアンテナ周辺部分を構成する高周波スイッチモジュール１の断面図であり、その等価回路を図２に示す。
【００１４】
この高周波スイッチモジュール１は図２に示すごとく、アンテナ２に対して送信回路３、受信回路４を切り替え接続する高周波スイッチ回路５と、この高周波スイッチ回路５の送信回路３側に設けられた高周波用のローパスフィルタ回路６を複合化したものである。
【００１５】
具体的な構成としては、ＬＣからなるローパスフィルタ回路６を図１に示す誘電体により形成された積層基板７の内層部分で適宜電極パターン８とビアホール９にて回路形成し、この積層基板７上に高周波スイッチ回路５を形成する複数ガリウム砒素ＦＥＴを一体に組み合わせた半導体チップ１０を実装した構成としている。
【００１６】
そして、ローパスフィルタ回路６を積層基板７の下側部分に高周波回路層１１として形成し、その上側部分を熱遮蔽層１２として所定の間隔を設けている。
【００１７】
これは、積層基板７の上面に実装される半導体チップ１０が温度変化に伴って電気特性が影響を受ける温度依存性部品に属するガリウム砒素ＦＥＴを主要素子が採用されることに起因している。
【００１８】
すなわち、半導体チップ１０が実装される積層基板７においては、その内層部分にローパスフィルタ回路６が形成され、図２に示すようにローパスフィルタ回路６には後段にＰＡが配置され、このＰＡからの増幅された出力信号がローパスフィルタ回路６の挿入損失に伴い熱に変換され、この発熱による半導体チップ１０への熱伝導を熱遮蔽層１２により抑制し、半導体チップ１０の温度変化を抑制することで、結果として高周波スイッチモジュール１の温度特性を安定化させることができるのである。
【００１９】
また、この積層基板７内においては、熱遮蔽層１２と高周波回路層１１との間に熱遮蔽パターン１３を設けることで、高周波回路層１１の上層部分の熱容量が大きくなり熱伝導をさらに抑制することができるのである。
【００２０】
さらに、この熱遮蔽パターン１３の一部を積層基板７の外表面に露出させることで、積層基板７を形成する誘電体よりも熱伝導率の高いＡｕ，Ａｇ，Ｃｕなどの金属材料で形成される電極を介して熱が積層基板７の外部に放出されるようになるので，半導体チップ１０の温度変化をさらに抑制することができる。
【００２１】
また、熱遮蔽パターン１３はビアホール９ａなどの接続電極１４を介して積層基板７の下面に露出させることが望ましい。これは、積層基板７内で形成されるローパスフィルタ回路６などの高周波回路は、外部からの信号に対して非常に干渉しやすく、この高周波回路を形成する高周波回路層１１に近接する熱遮蔽パターン１３を周辺部品からの影響を受けやすい積層基板７の上面や側面に設ければ、露出部分がアンテナとして作用してしまい高周波的な干渉を引き起こしてしまうが、熱遮蔽パターン１３を積層基板７の下面つまり実装面に配置すればこの積層基板７を実装する実装基板（特に図示せず）で露出部分が覆われるので外部からの干渉を受けにくいものとなる。
【００２２】
なお、積層基板７の下面に露出させた熱遮蔽パターン１３を実装基板に接続させるための実装電極１５ａに接続すれば、先に述べた干渉抑制効果のほかに、この高周波スイッチモジュール１に通常設けられる入力、出力、接地用の実装電極１５に加え実装電極１５ａを新たに設けることになり実装基板に対する高周波スイッチモジュール１の実装強度をさらに高めることができるのである。
【００２３】
また、この熱遮蔽パターン１３を接続する実装電極１５ａを、接地用として使用すれば、高周波回路であるローパスフィルタ回路６のシールド性をさらに向上させることができるのである。
【００２４】
さらに、このような高周波回路は積層基板７にて高周波回路層１１の下側にアースパターン１６が設けられるのが一般的であるが、高周波回路層１１の上側に設けられた熱遮蔽パターン１３を積層基板７の実装面に設けた接地用の実装電極１５ａにビアホール９ａを介して接続する際、アースパターン１６と非接続状態とすることが望ましい。
【００２５】
これは高周波回路層１１にて生じた熱が、熱遮蔽パターン１３からビアホール９ａ及びアースパターン１６を介して高周波回路層１１に循環することを抑制するもので、高周波回路層１１の下側に設けられたアースパターン１６と熱遮蔽パターン１３に接続されたビアホール９ａとを非接続状態とすることで、高周波回路層１１から生じる熱を効率よく積層基板７の外部に放熱させることができるのである。
【００２６】
また、熱遮蔽パターン１３により高周波回路層１１と熱遮蔽層１２とのシールド性が確保できることから、この熱遮蔽層１２に図２に示すＦＥＴに供給する制御電流回路端子１７から延びる制御電流回路パターンすなわちチョークコイル１８部分を電極パターンで形成することができ、高周波スイッチモジュール１のモジュール化を進めることができるとともに、発熱作用のないチョークコイル１８を形成する電極パターンの存在により、熱遮蔽層１２の熱容量を高めることになり、温度依存性部品である半導体チップ１０に対する熱伝達を抑制する効果を高めることができるのである。
【００２７】
さらに、この熱遮蔽層１２内に他の電極パターンと電気的に独立したダミーパターン１９を設けることで、熱遮蔽層１２の熱容量をさらに高めることになり、半導体チップ１０に対する熱伝達を抑制する効果を高めることができるのである。
【００２８】
なお、上記本発明の一実施の形態においては単一の送受信系回路の接続を制御する高周波スイッチモジュール１について述べたが、図３に示すような複数の送受信系の接続を制御する高周波スイッチモジュール１においても同様の効果を奏するものである。
【００２９】
さらに本発明は、上述した高周波スイッチモジュール１に限定されるものでなく、積層基板７内で高周波回路が形成され、その積層基板７上にＦＥＴなどの熱依存性部品を実装するものであれば同様の効果を得ることができるものである。
【００３０】
以上のように本発明によれば、高周波回路を形成する積層基板と、前記高周波回路と電気的に接続され前記積層基板上に実装される温度依存性部品とを備え、前記温度依存性部品はＦＥＴを用いた高周波スイッチ回路とし、前記積層基板はその内層部分において前記高周波回路を形成する高周波回路層の上層部分に熱遮蔽層を設けるとともに、この熱遮蔽層と前記高周波回路層との間に熱遮蔽パターンを設け、前記熱遮蔽層に前記ＦＥＴに供給する制御電流回路パターンを形成したことで、温度依存性部品に対する高周波回路からの発熱を抑制でき、高周波複合部品の温度特性を向上させることができるという効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施の形態における高周波複合部品の断面図
【図２】 同高周波複合部品の等価回路図
【図３】 本発明の他の実施の形態における高周波複合部品の等価回路図
【符号の説明】
１ 高周波スイッチモジュール（高周波複合部品）
６ ローパスフィルタ（高周波回路）
７ 積層基板
９，９ａ ビアホール
１０ 半導体チップ（温度依存性部品）
１１ 高周波回路層
１２ 熱遮蔽層
１３ 熱遮蔽パターン
１４ 接続電極
１５，１５ａ 実装電極
１８ チョークコイル（制御電流回路パターン）
１９ ダミーパターン
【発明の属する技術分野】
本発明は、主として通信機器などのＲＦ回路に用いられる高周波複合部品に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、高周波部品における複合化が進められる中、高周波フィルタなどの高周波回路を形成する積層基板上にガリウム砒素ＦＥＴなどの熱影響を受けやすい温度依存性部品を実装する形態のものが考えられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、高周波フィルタのように挿入損失を伴う高周波回路においてはパワーアンプ（以下、「ＰＡ」と称す）などからの電力供給により発熱してしまい、この熱が積層基板上に実装された温度依存性部品に伝わり、その昇温に伴い温度依存性部品の電気特性が劣化してしまうので、結果として高周波複合部品の温度特性が悪いものとなっていた。
【０００４】
そこで、本発明はこのような問題を解決し、高周波複合部品の温度特性を向上させることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために本発明の請求項１に記載の発明は、高周波回路を形成する積層基板と、前記高周波回路と電気的に接続され前記積層基板上に実装される温度依存性部品とを備え、前記温度依存性部品はＦＥＴを用いた高周波スイッチ回路とし、前記積層基板はその内層部分において前記高周波回路を形成する高周波回路層の上層部分に熱遮蔽層を設けるとともに、この熱遮蔽層と前記高周波回路層との間に熱遮蔽パターンを設け、前記熱遮蔽層に前記ＦＥＴに供給する制御電流回路パターンを形成したので、温度依存性部品に対する高周波回路からの発熱を抑制でき、高周波複合部品の温度特性を向上させることができるのである。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、特に熱遮蔽パターンの少なくとも一端を積層基板の外表面に露出させたことで、熱遮蔽パターンによる放熱作用を向上させることができるのである。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、特に熱遮蔽パターンを接続電極を介して積層基板の下面に設けられた実装電極に接続したことで、熱遮蔽パターンの露出面が実装面側に配置されることとなり、この部位に対する外部からの電磁波などの干渉を抑制することができるのである。
【０００９】
請求項４に記載の発明は、特に熱遮蔽パターンと接続された実装電極をアースに接続することで、さらに外部からの干渉を抑制することができるのである。
【００１０】
請求項５に記載の発明は、特に積層基板内において高周波回路層の下側にアースパターンを配置するとともに、熱遮蔽パターンと前記アースパターンを前記積層基板内において非接続としたことで、外部からの干渉を抑制することができるとともに熱遮蔽パターンによる放熱作用を向上させることができるのである。
【００１１】
請求項６に記載の発明は、特に熱遮蔽層に積層基板及び温度依存性部品で形成される回路とは独立したダミーパターンを設けたことで、熱遮蔽層の熱容量をさらに高めることになり、温度依存性部品に対する熱伝達を抑制する効果を高めることができるのである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下本発明の一実施の形態について、図面を用いて説明する。
【００１３】
図１は携帯電話のＲＦ回路におけるアンテナ周辺部分を構成する高周波スイッチモジュール１の断面図であり、その等価回路を図２に示す。
【００１４】
この高周波スイッチモジュール１は図２に示すごとく、アンテナ２に対して送信回路３、受信回路４を切り替え接続する高周波スイッチ回路５と、この高周波スイッチ回路５の送信回路３側に設けられた高周波用のローパスフィルタ回路６を複合化したものである。
【００１５】
具体的な構成としては、ＬＣからなるローパスフィルタ回路６を図１に示す誘電体により形成された積層基板７の内層部分で適宜電極パターン８とビアホール９にて回路形成し、この積層基板７上に高周波スイッチ回路５を形成する複数ガリウム砒素ＦＥＴを一体に組み合わせた半導体チップ１０を実装した構成としている。
【００１６】
そして、ローパスフィルタ回路６を積層基板７の下側部分に高周波回路層１１として形成し、その上側部分を熱遮蔽層１２として所定の間隔を設けている。
【００１７】
これは、積層基板７の上面に実装される半導体チップ１０が温度変化に伴って電気特性が影響を受ける温度依存性部品に属するガリウム砒素ＦＥＴを主要素子が採用されることに起因している。
【００１８】
すなわち、半導体チップ１０が実装される積層基板７においては、その内層部分にローパスフィルタ回路６が形成され、図２に示すようにローパスフィルタ回路６には後段にＰＡが配置され、このＰＡからの増幅された出力信号がローパスフィルタ回路６の挿入損失に伴い熱に変換され、この発熱による半導体チップ１０への熱伝導を熱遮蔽層１２により抑制し、半導体チップ１０の温度変化を抑制することで、結果として高周波スイッチモジュール１の温度特性を安定化させることができるのである。
【００１９】
また、この積層基板７内においては、熱遮蔽層１２と高周波回路層１１との間に熱遮蔽パターン１３を設けることで、高周波回路層１１の上層部分の熱容量が大きくなり熱伝導をさらに抑制することができるのである。
【００２０】
さらに、この熱遮蔽パターン１３の一部を積層基板７の外表面に露出させることで、積層基板７を形成する誘電体よりも熱伝導率の高いＡｕ，Ａｇ，Ｃｕなどの金属材料で形成される電極を介して熱が積層基板７の外部に放出されるようになるので，半導体チップ１０の温度変化をさらに抑制することができる。
【００２１】
また、熱遮蔽パターン１３はビアホール９ａなどの接続電極１４を介して積層基板７の下面に露出させることが望ましい。これは、積層基板７内で形成されるローパスフィルタ回路６などの高周波回路は、外部からの信号に対して非常に干渉しやすく、この高周波回路を形成する高周波回路層１１に近接する熱遮蔽パターン１３を周辺部品からの影響を受けやすい積層基板７の上面や側面に設ければ、露出部分がアンテナとして作用してしまい高周波的な干渉を引き起こしてしまうが、熱遮蔽パターン１３を積層基板７の下面つまり実装面に配置すればこの積層基板７を実装する実装基板（特に図示せず）で露出部分が覆われるので外部からの干渉を受けにくいものとなる。
【００２２】
なお、積層基板７の下面に露出させた熱遮蔽パターン１３を実装基板に接続させるための実装電極１５ａに接続すれば、先に述べた干渉抑制効果のほかに、この高周波スイッチモジュール１に通常設けられる入力、出力、接地用の実装電極１５に加え実装電極１５ａを新たに設けることになり実装基板に対する高周波スイッチモジュール１の実装強度をさらに高めることができるのである。
【００２３】
また、この熱遮蔽パターン１３を接続する実装電極１５ａを、接地用として使用すれば、高周波回路であるローパスフィルタ回路６のシールド性をさらに向上させることができるのである。
【００２４】
さらに、このような高周波回路は積層基板７にて高周波回路層１１の下側にアースパターン１６が設けられるのが一般的であるが、高周波回路層１１の上側に設けられた熱遮蔽パターン１３を積層基板７の実装面に設けた接地用の実装電極１５ａにビアホール９ａを介して接続する際、アースパターン１６と非接続状態とすることが望ましい。
【００２５】
これは高周波回路層１１にて生じた熱が、熱遮蔽パターン１３からビアホール９ａ及びアースパターン１６を介して高周波回路層１１に循環することを抑制するもので、高周波回路層１１の下側に設けられたアースパターン１６と熱遮蔽パターン１３に接続されたビアホール９ａとを非接続状態とすることで、高周波回路層１１から生じる熱を効率よく積層基板７の外部に放熱させることができるのである。
【００２６】
また、熱遮蔽パターン１３により高周波回路層１１と熱遮蔽層１２とのシールド性が確保できることから、この熱遮蔽層１２に図２に示すＦＥＴに供給する制御電流回路端子１７から延びる制御電流回路パターンすなわちチョークコイル１８部分を電極パターンで形成することができ、高周波スイッチモジュール１のモジュール化を進めることができるとともに、発熱作用のないチョークコイル１８を形成する電極パターンの存在により、熱遮蔽層１２の熱容量を高めることになり、温度依存性部品である半導体チップ１０に対する熱伝達を抑制する効果を高めることができるのである。
【００２７】
さらに、この熱遮蔽層１２内に他の電極パターンと電気的に独立したダミーパターン１９を設けることで、熱遮蔽層１２の熱容量をさらに高めることになり、半導体チップ１０に対する熱伝達を抑制する効果を高めることができるのである。
【００２８】
なお、上記本発明の一実施の形態においては単一の送受信系回路の接続を制御する高周波スイッチモジュール１について述べたが、図３に示すような複数の送受信系の接続を制御する高周波スイッチモジュール１においても同様の効果を奏するものである。
【００２９】
さらに本発明は、上述した高周波スイッチモジュール１に限定されるものでなく、積層基板７内で高周波回路が形成され、その積層基板７上にＦＥＴなどの熱依存性部品を実装するものであれば同様の効果を得ることができるものである。
【００３０】
以上のように本発明によれば、高周波回路を形成する積層基板と、前記高周波回路と電気的に接続され前記積層基板上に実装される温度依存性部品とを備え、前記温度依存性部品はＦＥＴを用いた高周波スイッチ回路とし、前記積層基板はその内層部分において前記高周波回路を形成する高周波回路層の上層部分に熱遮蔽層を設けるとともに、この熱遮蔽層と前記高周波回路層との間に熱遮蔽パターンを設け、前記熱遮蔽層に前記ＦＥＴに供給する制御電流回路パターンを形成したことで、温度依存性部品に対する高周波回路からの発熱を抑制でき、高周波複合部品の温度特性を向上させることができるという効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施の形態における高周波複合部品の断面図
【図２】 同高周波複合部品の等価回路図
【図３】 本発明の他の実施の形態における高周波複合部品の等価回路図
【符号の説明】
１ 高周波スイッチモジュール（高周波複合部品）
６ ローパスフィルタ（高周波回路）
７ 積層基板
９，９ａ ビアホール
１０ 半導体チップ（温度依存性部品）
１１ 高周波回路層
１２ 熱遮蔽層
１３ 熱遮蔽パターン
１４ 接続電極
１５，１５ａ 実装電極
１８ チョークコイル（制御電流回路パターン）
１９ ダミーパターン
Claims (6)
- 高周波回路を形成する積層基板と、前記高周波回路と電気的に接続され前記積層基板上に実装される温度依存性部品とを備え、前記温度依存性部品はＦＥＴを用いた高周波スイッチ回路とし、前記積層基板はその内層部分において前記高周波回路を形成する高周波回路層の上層部分に熱遮蔽層を設けるとともに、この熱遮蔽層と前記高周波回路層との間に熱遮蔽パターンを設け、前記熱遮蔽層に前記ＦＥＴに供給する制御電流回路パターンを形成したことを特徴とする高周波複合部品。
- 熱遮蔽パターンの少なくとも一端を積層基板の外表面に露出させたことを特徴とする請求項１に記載の高周波複合部品。
- 熱遮蔽パターンを接続電極を介して積層基板の下面に設けられた実装電極に接続したことを特徴とする請求項２に記載の高周波複合部品。
- 熱遮蔽パターンと接続された実装電極をアースに接続することを特徴とした請求項３に記載の高周波複合部品。
- 積層基板内において高周波回路層の下側にアースパターンを配置するとともに、熱遮蔽パターンと前記アースパターンを前記積層基板内において非接続としたことを特徴とする請求項４に記載の高周波複合部品。
- 熱遮蔽層に積層基板及び温度依存性部品で形成される回路とは独立したダミーパターンを設けたことを特徴とする請求項１に記載の高周波複合部品。
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| US8162627B2 (en) | 2007-09-06 | 2012-04-24 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Integrated-inverter electric compressor |
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| JPH10233473A (ja) * | 1996-10-16 | 1998-09-02 | Nkk Corp | 半導体素子の放熱構造とその放熱方法 |
| JP3982876B2 (ja) * | 1997-06-30 | 2007-09-26 | 沖電気工業株式会社 | 弾性表面波装置 |
| JP4475786B2 (ja) * | 2000-09-28 | 2010-06-09 | 京セラ株式会社 | セラミック複合部材の製造方法 |
-
2002
- 2002-03-19 JP JP2002075767A patent/JP3760877B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8162627B2 (en) | 2007-09-06 | 2012-04-24 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Integrated-inverter electric compressor |
Also Published As
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| JP2003273275A (ja) | 2003-09-26 |
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